[发明专利]制备葡萄糖-6-磷酸的方法及制备化合物的方法

说明书

本申请案涉及一种热稳定性优异的高温活性及耐热性的新的多磷酸盐依存性葡萄糖激酶、包括其的组成物、利用其的葡萄糖‑6‑磷酸制备方法、重组表现载体及大肠杆菌。

技术领域

本申请案涉及一种新的多磷酸盐依存性葡萄糖激酶、包括上述葡萄糖激酶的组成物及利用其的葡萄糖-6-磷酸制备方法。

背景技术

作为生物代谢中的主要磷酸化化合物的葡萄糖-6-磷酸(D-glucose 6-phosphate)可通过糖酵解路径(glycolysis pathway)、戊糖磷酸路径(pentose phosphatepathway)及氨基己糖生物合成路径(hexosamine biosynthetic pathway)等而转化成多种有价值代谢产物，因此在产业上为重要的化合物。在欲利用一连串的多重酶反应自葡萄糖-6-磷酸生产特定的高价化合物的生物制造中，葡萄糖-6-磷酸的经济性制备方法非常重要。

迄今为止，为了通过酶促(enzymatic)方式制备葡萄糖-6-磷酸，已报导有如下方法：利用向原料葡萄糖转移二磷酸腺苷(adenosine diphosphate，ADP)或三磷酸腺苷(adenosine triphosphate，ATP)的磷酸基(在利用ADP的情形时为β-磷酸基，在利用ATP的情形时为γ-磷酸基)的ADP依存性葡萄糖激酶(ADP-dependent glucokinase，酶学委员会(Enzyme Commission，EC)2.7.1.147)或ATP依存性葡萄糖激酶(ATP-dependentglucokinase，EC 2.7.1.2)、或利用向葡萄糖原料转移磷酸(phosphate)聚合物(即多磷酸盐(polyphosphate，Poly(Pi)_n))的磷酸基的多磷酸盐依存性葡萄糖激酶(Poly(Pi)_n-dependent glucokinase，EC 2.7.1.63)。

就制备的经济性与稳定性的方面而言，利用ADP依存性葡萄糖激酶或ATP依存性葡萄糖激酶生产葡萄糖-6-磷酸的方法具有需要高价的ADP或ATP作为磷酸基供与化合物(如以下反应式1与图2所示)的缺点。为了解决上述缺点，已报导有一并使用可向经脱磷酸化生成的单磷酸腺苷(Adenosine Monophosphate，AMP)或ADP转移Poly(Pi)_n的磷酸基的多磷酸盐-单磷酸腺苷/二磷酸腺苷磷酸转移酶(polyphosphate-AMP/ADP phosphotransferase)而再生ADP或ATP的方法，但腺核苷酸(adenine nucleotides，即AMP、ADP及ATP)具有物理及化学(热、pH值等)稳定性较差等问题，因此实用化有限。

[反应式1]

相反地，利用多磷酸盐依存性葡萄糖激酶生产葡萄糖-6-磷酸的方法(如以下反应式2与图3所示)可使用相对廉价且稳定的Poly(Pi)_n作为磷酸基供与化合物直接生产葡萄糖-6-磷酸。因此，上述制备方法在制备的经济实用化方面优于利用ADP依存性葡萄糖激酶或ATP依存性葡萄糖激酶生产葡萄糖-6-磷酸的方法。

[反应式2]

发明内容

发明欲解决的课题

本申请案涉及一种多磷酸盐依存性葡萄糖激酶、包括上述酶的组成物及利用其的葡萄糖-6-磷酸生产方法。就特定化合物的酶促制备的效率化方面而言，酶的稳定性为非常重要的特性。然而，迄今为止，已报导有部分微生物种中存在与本申请案相关的多磷酸盐依存性葡萄糖激酶，然而所报导的大部分所分离的酶为源自中温性微生物的酶而热稳定性等较低(表1)。为了解决此种问题，本申请案自嗜热性微生物提供一种稳定性优异的高温性及耐热性的新的多磷酸盐依存性葡萄糖激酶、包括上述酶的组成物及利用其生产葡萄糖-6-磷酸的方法。

[表1]